Los científicos crean bio-bots de natación autopropulsados ??sintéticos

Los ingenieros de la Universidad de Illinois han creado una nueva "especie" de microorganismos para la natación. Esperan que estos puedan convertirse algún día en "estructuras inteligentes" que podrían ayudar a administrar medicamentos o atacar el cáncer.

Estas maravillas de la ingeniería moderna son una mezcla en miniatura de componentes biológicos y de ingeniería. Sin embargo, a diferencia de los famosos "cyborgs" pero ambiguos pero moralmente ambiguos, estos biobots consisten en una simple cabeza y cola, similares a las criaturas unicelulares de cola larga como la esperma.

El cuerpo está hecho de polímero flexible, mientras que el movimiento de natación en realidad es proporcionado por un grupo de células del corazón. Las células del corazón han sido cultivadas por los ingenieros, pero dentro de los biobots, estas células biológicas se comunican entre sí y se organizan de forma independiente.

Las células necesitan batir como una en la dirección correcta para hacer que la cola se mueva. Cuando las celdas se sincronizan, envían una onda por la cola que impulsa al bot hacia adelante.

Pero exactamente cómo las células hacen esto no se comprende del todo. "Es la cantidad mínima de ingeniería, solo una cabeza y un cable", dice el profesor Taher Saif, de la Universidad de Illinois. "Entonces las células entran, interactúan con la estructura y la hacen funcional".

¿Qué pueden hacer los biobot bots por nosotros?

Los ingenieros detrás de este proyecto tienen grandes ideas para sus pequeños biobots.

"La visión a largo plazo es simple", dice Saif. "¿Podríamos hacer estructuras elementales y sembrarlas con células madre que se diferenciarían en estructuras inteligentes para administrar fármacos, realizar cirugía mínimamente invasiva o atacar el cáncer?"

Estos biobot bots acuáticos son la última innovación de un programa más amplio sobre "comportamientos emergentes en sistemas celulares integrados" respaldado por la National Science Foundation.

En 2012, el mismo equipo estrenó un proyecto de ingeniería similar, esta vez con biobot bots de 7 mm de altura.

Estos bots biológicos funcionaban de forma similar a la de sus hermanos menores que nadan y estaban hechos de una combinación de polímero impreso en 3D y células cardíacas de ratas.

En ese momento, Rashid Bashir, director del Laboratorio de Micro y Nanotecnología de la Universidad de Illinois, dijo:

"La idea aquí es que puedes hacerlo mediante ingeniería de avanzada. Tenemos las reglas de diseño para hacer estas formas a escala milimétrica y diferentes arquitecturas físicas, lo que no se ha hecho con este nivel de control. Lo que queremos hacer ahora es agregarle más funcionalidades ".

Tanto en los robots que nadaban como en los que caminan, esta funcionalidad adicional podría significar que los bots de ingeniería pueden detectar y apuntar automáticamente a ciertos químicos en particular. El equipo de Saif ya ha comenzado a experimentar con bots de natación de múltiples colas, que abren el potencial de navegación.

El equipo ha creado una animación de cómo funcionan los bio-bots de natación (abajo) y un video real de uno de los pequeños en acción.

"El aspecto más intrigante de este trabajo es que demuestra la capacidad de utilizar modelos computacionales junto con el diseño biológico para optimizar el rendimiento, o diseñar tipos completamente diferentes de bio bots de natación", dice Roger Kamm, director del Centro de Ciencia y Tecnología. sobre Comportamientos Emergentes en Sistemas Celulares Integrados.

"Esto abre el campo a una enorme diversidad de posibilidades. Verdaderamente es un avance emocionante", agrega.

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